详解Run Loop

Run Loop

  • Run Loop是事件驱动的。
  • iOS中有2套API来访问使用Run Loop
    • Foundation(OC语言)
      • NSRun Loop(对CFRun LoopREF的封装)
    • Core Foundation(C语言)
      • CFRun LoopREF

Run Loop与线程

  • 每条线程都有唯一的Run Loop对象与之对应。
  • 主线程的Run Loop会自动创建,子线程的Run Loop需要手动创建。
  • Run Loop在第一次获取时创建,在线程结束时销毁。

获取Run Loop对象

  • 获取当前线程的Run Loop对象

    //Foundation
    [NSRun Loop currentRun Loop];
    //Core Foundation
    CFRun LoopGetCurrent();
    
  • 获取主线程Run Loop

//Foundation
[NSRun Loop mainRun Loop];
//Core Foundation
CFRun LoopGetMain();

Run Loop相关类

CFRun LoopRef
CFRun LoopModeRef
CFRun LoopSourceRef
CFRun LoopTimerRef
CFRun LoopObserverRef


RunLoop.png
  • 一个 Run Loop 包含若干个Mode,每个Mode中包含若干个Source/Oberver/Timer。

CFRun LoopModeRef

  • CFRun LoopModelRef代表 Run Loop 的运行模式

  • 每次Run Loop启动的时候,只能指定一个Mode。这个Mode叫做CurrentMode。

    [[NSRun Loop currentRun Loop] runMode:<(nonnull NSString *)> beforeDate:<(nonnull NSDate *)>];
    
  • 如果想要切换Mode,只能退出Loop,再进入新的Mode。这样做的目的是分隔开不同组的Source/Oberver/Timer,让其互不影响。

  • 系统默认注册的5个Mode:

    • kCFRun LoopDefaultMode:App的默认Mode,通常主线程是在这个Mode下运行。
    • UITrackingRun LoopMode:界面跟踪 Mode,用于 ScrollView 追踪触摸滑动,保证界面滑动时不受其他 Mode 影响。
    • UIInitializationRun LoopMode: 在刚启动 App 时第进入的第一个 Mode,启动完成后就不再使用。
    • GSEventReceiveRun LoopMode: 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到。
    • kCFRun LoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode,不是一种真正的Mode。

CFRun LoopTimerRef

  • CFRun LoopTimerRef是基于时间的触发器

  • 举例:

    //此方法是通过Run Loop实现的,Mode为:kCFRun LoopDefaultMode
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    
    //等价于
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRun Loop currentRun Loop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRun LoopMode];
    

CFRun LoopSourceRef

  • CFRun LoopSourceRef是事件源。(输入源)
  • Source的分类
    • Source0:非基于Port的。(举例:按钮点击事件)


      监听按钮点击的函数栈
    • Source1:基于Port的,通过内核和其他线程通信、接收、分发系统事件。(举例:手指点击屏幕的时候,先把事件包装成一个Event,先到Source1,之后分发个Source0)

CFRun LoopObserverRef

  • CFRun LoopObserverRef是观察者,可以监听Run Loop的状态改变。

  • 能够监听的时间点:

    /* Run Loop Observer Activities */
    typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRun LoopActivity) {
        kCFRun LoopEntry = (1UL << 0), //即将进入Run Loop
        kCFRun LoopBeforeTimers = (1UL << 1), //即将处理Timer
        kCFRun LoopBeforeSources = (1UL << 2), //即将处理Source
        kCFRun LoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //即将进入休眠
        kCFRun LoopAfterWaiting = (1UL << 6), //刚从休眠中唤醒
        kCFRun LoopExit = (1UL << 7), //即将退出Run Loop
        kCFRun LoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
    };
    
  • 举例实现:

      //没有NS封装过的函数,只有这一种方式。
      // 创建observer,通过block创建.也可通过函数回调创建:FRunLoopObserverRefCFRunLoopObserverCreate(CFAllocatorRef allocator, CFOptionFlags activities, Boolean repeats, CFIndex order, CFRun LoopObserverCallBack callout, CFRun LoopObserverContext *context);
      CFRun LoopObserverRef observer = CFRun LoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRun LoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRun LoopObserverRef observer, CFRun LoopActivity activity) {
        NSLog(@"----监听到Run Loop状态发生改变---%zd", activity);
      });
      //CFRun LoopObserverRef CFRun LoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorRef allocator, CFOptionFlags activities, Boolean repeats, CFIndex order, void (^block) (CFRun LoopObserverRef observer, CFRun LoopActivity activity));
      //第一个参数:CFAllocatorGetDefault();第二个参数:能监听的状态;第三个参数:是否重复;第四个参数:传0;
      // 添加观察者:监听Run Loop的状态
      CFRun LoopAddObserver(CFRun LoopGetCurrent(), observer, kCFRun LoopDefaultMode);
      //void CFRun LoopAddObserver(CFRun LoopRef rl, CFRun LoopObserverRef observer, CFStringRef mode);
      //第一个参数:需要监听的Run Loop;第二个参数:观察者;第三个参数:Run Loop的模式;
    // 释放Observer
    CFRelease(observer);
    
    • 注意:Core Foundation(CF)的内存管理,凡是带有Create、Copy、Retain等字眼的函数,创建出来的对象,都需要在最后做一次release。ARC是Foundation里的。

Run Loop处理逻辑:

Run Loop
  • Run Loop的事件队列:
    • 每次运行Run Loop,你线程的Run Loop对会自动处理之前未处理的消息,并通知相关的观察者。具体的顺序如下:
      1. 通知观察者Run Loop已经启动。
      2. 通知观察者任何即将要开始的定时器。
      3. 通知观察者任何即将启动的非基于端口的源。
      4. 启动任何准备好的非基于端口的源。
      5. 如果基于端口的源准备好并处于等待状态,立即启动;并进入步骤9。
      6. 通知观察者线程进入休眠。
      7. 将线程置于休眠直到任一下面的事件发生:
        • 某一事件到达基于端口的源。
        • 定时器启动。
        • Run Loop设置的时间已经超时。
        • Run Loopp被显式唤醒。
      8. 通知观察者线程将被唤醒。
      9. 处理未处理的事件。
        • 如果用户定义的定时器启动,处理定时器事件并重启Run Loop。进入步骤2。
        • 如果输入源启动,传递相应的消息。
        • 如果Run Loop被显式唤醒而且时间还没超时,重启Run Loop。进入步骤2。
      10. 通知观察者Run Loop结束。

Run Loop应用

  1. 启动Run Loop

    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    //等于
    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
    //等于
    [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
    
  2. 只在NSDefaultRunLoopMode模式下显示图片

    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageNamed:@"placeholder"] afterDelay:3.0 inModes:@[NSDefaultRunLoopMode]];
    
  3. 常驻线程,保证线程不死

    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    
    //或者(不推荐)
    while(flag)
    {
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
    
  4. 子线程定时做事情(NSTimer)

    NSTimer *time = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(<selector>) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:time forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    //或者
    NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(<selector>) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    
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